Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
---|---|---|---|
01. | Mi̇neral Ki̇myasi | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
MİNERAL KİMYASI Bilinen minerallerin büyük bir kısmının kimyasal bileşimi önemli değişimler gösterir Bu durum büyük ölçüde, iki veya daha fazla kimyasal türün mineral yapısındaki belli atomik yerlerde birbirinin yerini almasının sonucudur Bu yer almalarla belirli bir mineralin kimyasal bileşimi çok değişken olabilmektedir Minerallerin dağılımı ve gelişmesinde görülen düzen, elementlerin yerkabuğundaki bolluğu ve dağılımı ile doğrudan ilgilidir
MİNERALLERDE BİLEŞİM DEĞİŞİMLERİ • Minerallerin saf olarak bulunması ender görülen bir durumdur Kimyasal bileşimleri genellikle geniş bir aralıkta değişir• Bileşimlerdeki değişimler, yapıda bir iyon veya iyonik grubun yerini diğer bir iyon veya iyonik grubun almasının sonucudurBu işleme iyonik yer alma veya katı eriyik denir başlıca eş yapılı olan mineraller arasında meydana gelirBelirli atomik yer veya yerleri, iki veya daha çok farklı element (veya grup) tarafından değişik oranlarda doldurulan mineral yapısına katı eriyik denir
Katı eriyiğin miktarını belirleyen başlıca faktörler: • Atom, İyon / iyonik grupların bağıl boyutları:boyut farkı %15 ’ten az: yer alma genellikle geniş bir aralıkta%15 - %35 arasında: yer alma ender veya sınırlı ölçüde%30 ’dan fazla: yer alma çok az• İyonların yükü: – Aynı yüklü iyonlar (Mg2+ ve Fe2+ gibi) arasında yer almalarda yapı elektriksel olarak nötr kalır– İyonların yükleri farklı olursa (ör., Si4+ yerine Al3+) ek iyonik yer almaların meydana gelmesi gerekir• Sıcaklık: – Termal titreşimlerin, dolayısıyla atomik yerlerin daha büyük olduğu yüksek sıcaklıklaryer almaya genellikle daha fazla izin verirler
Yer Alma Katı EriyiğiBasit katyonik / anyonik yer alma:– Basit katyonik yer alma:A+X– çiftinde, A+ yerine kısmen / tamamen B+ geçebilir KCl / biotit ’te K+ yerine Rb+– Basit bir anyonik yer alma:A+X– bileşiğinde X– yerine kısmen / tamamen Y– geçmesi KCl yapısında Cl– yerine Br – Forsterit Mg2SiO4 ▬ Olivin [(Mg,Fe)2SiO4] ▬ Fayalit Fe2SiO4
Çift yer alma:A2+X2– bileşiminde bir kısım A2+ yerini B3+ alırsa,eşit miktardaki A2+ yerine de C+ geçer 2A2+ 1B3+ + 1C+Albit (NaAlSiO3) ve anortit (CaAl2Si2O8) arasındatam katı eriyik serisi meydana gelir Na+ Si4+ Ca2+Al3+Bazı yapılarda boş atomik yerler kısmen / tamamen dolabilirtremolit [Ca2Mg5Si8O22(OH)2] ( boş atomik yer) Si4+ Na+Al3+Si4+ yerine Al3+ yere ek bir Na+ yerleşir
Boşluk Katı Eriyiği • Yapıdaki boşluklarda iyon / atomların yer almasına boşluk yer alması / boşluk katı eriyiği denirBeril (Be3Al2Si6O8); Kanallarda K+, Rb+, C+, H2O ve CO2Zeolit ’ler; Yapıdaki büyük delikler ve kanallardaH2O, Ca, Na
İhmalli Katı Eriyik• İki veya daha fazla katyonun yerine, daha yüksek yüklü bir katyon’un geçmesi ile• Yer alma sadece bir atomik yerde olur, diğer atomik yerler boş kalırMavi–yeşil bir mikroklin olan; amazonit KAlSi3O8; K+ + K+ Pb2+ +
EKSOLÜSYON• Katı eriyikte boyutları çok farklı olan iki iyonun (/ atomun) birbirinin yerini alması sınırlı ölçüde mümkündürSıcaklığın artması farklı boyutlardaki iyonlarınyer almalarını kolaylaştırırYüksek sıcaklıklarda mineralin yapısı genişler veatomların titreşim genliği daha büyük olur• Sıcaklık arttıkça, daha önce büyüklükleri bakımından farklı olan atomik konumlar birbirlerine benzerler ve sonuçta bu konumlar ayırt edilemez hale gelirlerK-Na feldspat serisinde Na ve K arasında katı eriyik düşük sıcaklıklarda sınırlı ölçüdedir~1000oC ’de KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 tam katı eriyik serisi meydana gelir
• Yüksek sıcaklıkta homojen olan bir mineral soğurken yapıda büyük gerilimler meydana gelir ve farklı büyüklükteki Na / K iyonları kafesten dışarı atılmaya zorlanırlarYeterli zaman olursa yapıya uymayan büyüklükteki iyonlar, kafesten göç ederek yersel olarak gruplaşırlar ve kristalde ayrı bir yapıda düzenlenirlerDüzensiz bir kristalde kabul edilmeyen iyonların kristal içinde ayrı bir yapıda toplanma ve büyüme işlemine eksolüsyon denir• Eksolüsyon, başlangıçta homojen olan bir katı eriyiğin sisteme herhangi bir malzeme eklenmeden / çıkmadan iki (veya daha fazla) farklı minerale ayrılmasını belirtir
• Eksolüsyon, genellikle soğumayla ortaya çıkar Oluşan iç-içe büyümelere; alkali feldspatlar, piroksenler, amfiboller ve demir oksit gibi bir çok mineralde rastlanır– K-zengin ortam ve içinde yer alan Na-zengin iri lamelli iç içe büyümelere pertit– Mikroskop altında görülebilen eksolüsyona mikropertit– X-ışını ile saptanabilen incelikte olanlara kriptopertit
EksolüsyonOrtopiroksen içinde klinopiroksen eksolüsyonlarıOrtopiroksen içinde plajioklas exsolüsyonları
• Eksolüsyon lamelleri, kayaçların soğuma hızını belirtirler– Yavaş soğuyan kayaçlarda ayrışma için yeterli zaman bulunur daha iri eksolüsyon dokusu meydana gelir – Ani ve çok hızlı soğuyan kayaçlarda yüksek sıcaklıktaki homojen ve düzensiz yapı korunur– Bu iki durum arasında olan biraz daha yavaş soğumayla çok ince eksolüsyon dokuları gelişir
KİMYASAL ANALİZ TEKNİKLERİ• Kantitatif mineral analizleri, 1947 yılına kadar başlıca “yaş analitik yöntemlerle” yapılmıştırMineraller önce uygun metotlarla çözündürülür• Kolorimetrik: Analizi yapılacak çözelti ile standart çözeltilerin renk dereceli bir serisinden geçen görünen ışığın şiddeti karşılaştırılır • Volumetrik (titrimetrik): Malzemenin tartılmış / hacimsel olarak ölçülmüş miktarının çözeltisiyle; kantitatif olarak reaksiyona girmesi gereken “bilinen konsantrasyondaki” bir çözeltinin hacmi tayin edilirTayin edilecek elementin ağırlığı,kullanılan reaktif maddenin hacminden hesaplanır• Gravimetrik: Elementler önce çözünmez bileşikler haline çökeltilirler.Sonra kurutma, kızdırma ve tartım yapılarak element miktarı tayin edilir
• 1960 ’li yıllardan itibaren:atomik absorbsiyon spektroskopisiX-ışını floresanselektron mikroskopoptik emisyon spektroskopi gibi yöntemlerle• Sonuçlar, element / oksit bileşenlerin % ağırlıkları olarak verilir• Kimyasal analizi yapılacak mineralin– tek bir mineral türünden meydana gelmesi– bozuşmamış olması– diğer bozuşma ürünlerini ve kapanım içermemesi gerekir• Olanaklar ölçüsünde 0.1-1g ağırlıkta temiz malzeme gerekirElektron prob gibi yöntemlerle, 1 µ kadar (1 µ = 10-3 mm) küçük tanelerin kantitatif analizi yapılabilir
• Kalitatif analiz: (neyin var olduğu)bileşikteki tüm bileşenlerin tayin edilmesini • Kantitatif analiz: (ne kadar var olduğu)bileşikteki elementlerin % ağırlık (/ milyondaki kısmını, ppm) tayini